Rouleaux de calandres
Calandrage des papiers - Procédés et équipements

BM7410 v1 Article de référence

Rouleaux de calandres
Calandrage des papiers - Procédés et équipements

Auteur(s) : Didier CHAUSSY, David GuÉRIN

Date de publication : 10 avr. 2009 | Read in English

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Fabrication du papier et calandrage

2 - Différents types de calandres

2.1 - Rouleaux et nips

Tableau 2
2.2 - Supercalandres et soft calandres

Figure 6 - Supercalandre Tableau 3 Tableau 4
2.3 - Calandres multinips
2.4 - Calandres à nip élargi

3 - Rouleaux de calandres

3.1 - Rouleaux « durs »

Tableau 5
3.2 - Rouleaux « élastiques »

Tableau 6

4 - Conclusion

Bibliographie & annexes

Présentation

RÉSUMÉ

L’objectif principal du procédé de calandrage est d’améliorer les propriétés d’usage et d’imprimabilité d’un papier, en modifiant son état de surface et sa structure. La bande de papier est compressée entre des rouleaux pendant un temps court. Différents types de calandre existent. Les variables sont les rouleaux (permettant la compression du papier), le nombre de nips (zone de pincement de la feuille) et le positionnement. C’est le type de papier qui détermine le calandre utilisé (supercalandre, soft calandre, calandres multinips, calandres à nip élargi). Deux sortes de rouleaux peuvent être choisis pour les calandres : les durs, métalliques, qui autorisent la chauffe ; et les élastiques, en fibres naturelles ou polymères.

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Auteur(s)

Didier CHAUSSY : Professeur des universités Grenoble INP – PAGORA
David GuÉRIN : Docteur ingénieur Centre Technique du Papier (Grenoble)

INTRODUCTION

Le procédé de calandrage permet d'améliorer les propriétés d'usage et d'imprimabilité des papiers. Lors de cette opération, la bande de papier est comprimée entre au moins deux rouleaux (qui peuvent être chauffés), sous une forte pression (quelques dizaines de MPa), pendant un temps court (généralement moins de 1 ms). Ce traitement mécanique peut s'effectuer en ligne, comme une opération unitaire du procédé de fabrication du papier, ou hors ligne, comme une opération séparée, en marge de la machine à papier. Le calandrage améliore ainsi l'état de surface du papier (lissé et brillant), modifie la structure (porosité) et les propriétés mécaniques du support à calandrer.

Pour répondre aux critères de qualité des papiers, sans cesse plus exigeants, et à l'augmentation de la vitesse de production du papier, le matériel utilisé pour le calandrage s'est particulièrement développé au cours des vingt dernières années. Cet article passe donc en revue les types de calandre existants et leurs applications, ainsi que les caractéristiques des différents rouleaux de calandre.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-bm7410

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3. Rouleaux de calandres

Comme nous l'avons souligné dans la description des calandres, il existe deux catégories de rouleaux pour les calandres : les rouleaux durs et les rouleaux élastiques.

Les rouleaux durs sont des rouleaux métalliques qui peuvent être chauffés. Les rouleaux élastiques, ou rouleaux « mous », par opposition aux rouleaux durs, sont des rouleaux possédant un revêtement à base de fibres naturelles ou de polymères.

Les rouleaux durs sont généralement utilisés pour chauffer la feuille et pour développer les propriétés de surface du papier grâce à leurs surfaces très lisses. Les rouleaux élastiques servent à augmenter la largeur de la zone de contact entre le rouleau métallique et le papier et à répartir de manière uniforme la pression dans cette zone de contact.

3.1 Rouleaux « durs »

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3.1.1 Nature des rouleaux et état de surface

L'enveloppe extérieure des rouleaux métalliques est généralement en fonte. Par contre, les autres pièces du rouleau (systèmes de chauffages, tuyaux, arbres, flasques, roulements, etc.) peuvent être en fonte ou en acier suivant les fournisseurs. Les rouleaux métalliques sont chauffés à des températures comprises entre 40 et 300 ^oC. L'utilisation de pièces fabriquées avec des matériaux qui possèdent des caractéristiques thermiques différentes (coefficients de dilatation thermique et conductivité thermique notamment) peut poser des problèmes. La mauvaise conductivité thermique de la fonte par rapport à l'acier peut créer des gradients de température importants dans le rouleau (la conductivité thermique de la fonte est en effet trois fois plus faible que celle du fer pur). Les gradients de température les plus élevés se situent entre la surface du cylindre et l'intérieur du rouleau chauffant et entre l'extrémité de l'enveloppe et la flasque. Les différences de températures provoquent des différences de dilatations thermiques qui peuvent être préjudiciables à la qualité du rouleau.

Il paraît donc intéressant de réduire l'épaisseur de l'enveloppe de fonte. Mais la réduction de cette épaisseur réduit le nombre de rectifications possibles...

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